一种数据中心网络地址资源分配管理方法及实现

蔡梦臣 蒋明 王旭东 方圆 徐敏 武欣欣(国网安徽省电力公司信息通信分公司,安徽合肥 230000)



一种数据中心网络地址资源分配管理方法及实现

蔡梦臣 蒋明 王旭东 方圆 徐敏 武欣欣
(国网安徽省电力公司信息通信分公司,安徽合肥 230000)

【摘 要】随着云计算技术的发展,数据中心在电力行业得到了长足发展,也是电力公司信息运维管理的重点工作。本文通过建立网络地址资源基本要素库及面向应用系统的网络地址资源分配模型,给出了一种适用电力行业数据中心地址资源管理方法,并结合安徽省电力公司数据中心的实际环境研发了一套应用系统,通过系统的应用实践表明该方法提升了数据中心网络地址资源管理效率,具有较好的实用价值。

【关键词】数据中心 网络地址资源管理 网络资源要素库

1 引言

数据中心是应用系统集中部署、应用的基础支撑平台,也是目前云计算发展的基础设施[1],特别是近年来,随着企业级应用的高度集成和和云计算、云存储的不断发展,数据中心逐渐从后台走向前台,得到了产业界和学术界的高度重视与研究[2]。在电力行业,随着业务垂直化管理的不断提升,作为支撑的应用系统也逐渐走向集中化部署、应用及运维,数据中心建设也应用而生,并在整个电力信息化建设过程中得到高度发展[3]。

安徽省电力公司信息通信分公司承担信息系统、通信网络建设运维工作,其中网络地址的分配管理是日常运维工作的一项重点,网络地址资源的使用对象包括数据中心设备及终端设备,均由专职人员负责地址段的划分、分配、回收等日常管理工作。随着三集五大的深入推进,更多应用系统采用省级集中部署,使得安徽省电力公司数据中心承载的应用系统及配套的硬件设备急剧增加,对网络地址资源的管理也提出了新的挑战。主要体现在以下2个方面:

(1)目前地址资源的划分、分配、回收均采用人工记录的方式,使得地址资源台账准确率较差,通常与实际情况存在较大的差异;需要定期发起专项工作对人工台账进行核查分析并进行完善,工作量大同时效率较低。

(2)应用系统的基础设施包括服务器、虚拟机、负载均衡设备、存储设备等,采用人工台账时,网络地址管理人员无法直观全面的掌握应用系统使用的地址资源情况,在进行应用系统故障分析时不能有效定位关联设备并进行故障处理。

为此需要一种信息化的数据中心网络地址资源管理方法,实现对数据中心网络地址资源的流程化、标准化管理,提升电力信息网络地址资源管理水平。

2 数据中心网络地址资源管理方法

数据中心网络地址资源管理方法由三部分构成,分别为网络地址资源基本要素库、面向应用系统地址分配方法及网络地址资源管控流程,分别实现网络地址资源的管理、网络地址资源的分配管理及网络地址资源管理的流程化管控。

2.1 网络地址资源基本要素库

网络地址资源基本要素库用于构建数据中心可用的所有的IP地址资源。考虑到省公司数据中心的地理分布以及不同业务采用独立的业务VLAN,方法通过建立地理区域、地址段、VLAN段及IP地址四层树形结构遍历形成数据中心所有可用的IP地址资源。

其中VLAN段为整个基本要素库的核心,确定了该VLAN所属IP的业务类型,为IP地址的分配提供业务依据。VLAN段在维护时包括VLAN名称、VLAN号、承载业务说明、VLAN网关、起始IP地址、结束IP地址等字段信息。通过遍历VLAN段的起始IP地址至结束IP地址得到VLAN内所有的IP地址资源集合,同时针对单个IP地址定义已分配、预分配及空闲三种状态,分别表示该IP已经被实际使用、该IP未使用但已预留使用及该IP地址未使用,网关地址默认为已使用。

2.2 面向应用系统地址分配方法

数据中心内部硬件设备包括各类服务器、网络设备、负载均衡设备、安全设备、存储设备等,在人工维护时主要依据硬件设备建立台账,但通常是一组硬件设备组合形成某个应用系统的基础计算资源,在维护时通常由专责人员以单个系统为单位进行管理,为此本方法以应用系统为单位进行地址分配。

应用系统基础计算存储资源一般包括服务器、网络设备、负载均衡设备、安全设备、存储设备,每类设备因设备类型不同占用的地址数不同,如负载均衡设备通常占用1-3个IP地址,同时设备在进行集群处理时还会占用额外的地址资源,为此方法采用应用系统、设备组及设备三级结构实现单个应用系统的网络地址分配结构,设备组主要包括网络组、应用组、数据库组、存储组、安全组、负载均衡组。

在网络地址分配结构中,参与地址分配的为设备组及设备层,首先通过应用系统确定VLAN后,针对设备组和设备在选定的VLAN中分配1至多个IP地址,实现应用系统的IP地址分配。

2.3 网络地址资源管控流程

由于数据中心的应用系统、设备等基础台账随着实际生产需求在不断变化,为此网络地址资源的分配在一段时间后与实际环境会存在一定差异,为保障网络地址资源分配与实际环境的一致性,在实际应用过程中制定了应用系统上线网络地址申请流程、应用系统设备变更网络地址申请流程、应用系统下线(停运)网络地址回收流程,通过流程保证网络地址的运维工作与应用系统、设备的变化保持一致,提升地址资源库的准确性。

3 应用系统实现

为验证方法的有效性,结合安徽省电力公司数据中心实际环境进行了应用系统的研发,应用系统采用B/S架构,实现了网络地址资源库的管理以及面向应用系统的网络地址资源分配管理。网络地址资源段管理界面,可针对网络地址资源段进行新增、修改、导出等维护操作。以应用系统为单位的设备组及设备IP地址管理界面,包括三块内容:应用系统网络地址使用情况一览、应用系统设备组、设备网络地址操作子界面及该应用系统对应的VLAN中网络地址资源使用情况。

4 总结与展望

随着云计算技术的发展,数据中心在电力行业得到了长足发展,也是电力公司信息运维管理的重点工作。本文通过建立网络地址资源基本要素库及面向应用系统的网络地址资源分配模型,给出了一种适用电力行业数据中心地址资源管理方法,并结合安徽省电力公司数据中心的实际环境研发了一套应用系统,通过系统的应用实践表明该方法提升了数据中心网络地址资源管理效率,具有较好的实用价值。

参考文献:

[1]邓罡,龚正虎,王宏,陈琳,刘志宏.现代数据中心网络资源管理技术分析与综述.化通信学报,2004.2.

[2]世纪互联CloudeEx云主机进一步升级技术系统.计算机与网络, 2010年36期.

[3]张赣.梁伟,基于支点的数据中心网络地址快速自动配置方法研究,第七届中国测试学术会议论文集,2012.6.